دی اریتور (Deaerator) چیست؟
دی اریتور دستگاهی است که برای حذف گازهای محلول در آب، بهویژه اکسیژن و دیاکسیدکربن، به کار میرود. وجود این گازها در آب باعث خوردگی و آسیب به تجهیزات بخار و لولهکشیها میشود، بنابراین حذف آنها برای افزایش طول عمر تجهیزات و بهبود کارایی سیستم اهمیت زیادی دارد.
عملکرد دی اریتور چگونه است؟
دی اریتور معمولاً از دو بخش تشکیل شده است:
- بخش اسپری آب: آب خام وارد دستگاه شده و به صورت قطرات ریز اسپری میشود تا سطح تماس آب با بخار افزایش یابد.
- بخش تماس بخار: بخار گرم وارد دستگاه میشود و با قطرات آب در تماس قرار میگیرد. حرارت بخار باعث میشود گازهای محلول در آب آزاد شده و از سیستم خارج شوند.
گازهای آزاد شده به همراه بخار از طریق یک خروجی به بیرون هدایت میشوند و آب بدون گاز به بخش بعدی فرستاده میشود.
چرا دی اریتور اهمیت دارد؟
- کاهش خوردگی: اکسیژن محلول در آب باعث زنگزدگی و خوردگی لولهها و بویلرها میشود. حذف اکسیژن از آب، عمر تجهیزات را افزایش میدهد.
- افزایش کارایی بویلر: وجود گازهای محلول باعث ایجاد نقاط سرد در دیوارههای بویلر میشود که بازدهی حرارتی را کاهش میدهد.
- کاهش مصرف مواد شیمیایی: با حذف اکسیژن و گازهای مضر، نیاز به افزودن مواد شیمیایی ضد خوردگی کاهش مییابد.
- کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری: با کاهش خوردگی، هزینههای تعمیر و جایگزینی تجهیزات کمتر میشود.
انواع دی اریتور
- دی تحت فشار
- دی اریتور اتمسفریک
نکات مهم در استفاده از دی اریتور
- دمای بخار و فشار باید به درستی تنظیم شود تا حذف کامل گازها صورت گیرد.
- نگهداری منظم برای جلوگیری از رسوب و گرفتگی اهمیت دارد.
- کنترل میزان اکسیژن آب خروجی برای اطمینان از عملکرد صحیح ضروری است.
محاسبات دی اریتور معمولاً برای طراحی و تعیین ظرفیت آن انجام میشود تا مطمئن شویم دستگاه بتواند مقدار آب ورودی را به خوبی deaerate (گاززدایی) کند و اکسیژن محلول آب را به حداقل برساند.
مهمترین محاسبات دی اریتور شامل موارد زیر است:
1. محاسبه ظرفیت دی اریتور (ظرفیت بخار و آب):
ظرفیت دی اریتور معمولاً بر اساس میزان آب ورودی (با واحد kg/h یا m³/h) تعیین میشود. برای این منظور باید بدانید:
- میزان آب خام ورودی به دستگاه
- میزان بخار مورد نیاز برای گاززدایی
2. محاسبه بخار مورد نیاز:
بخار برای گرم کردن آب و آزادسازی گازهای محلول استفاده میشود. مقدار بخار لازم به صورت تقریبی با رابطه زیر محاسبه میشود:
ms=Qrm_s = \frac{Q}{r}
که در آن:
- msm_s = جرم بخار مورد نیاز (kg/h)
- QQ = انرژی لازم برای گرم کردن آب و حذف گاز (kJ/h)
- rr = گرمای نهان تبخیر بخار (kJ/kg)
3. محاسبه انرژی لازم برای گرم کردن آب:
برای گرم کردن آب از دمای اولیه (مثلاً دمای آب ورودی) تا دمای عملکرد دی اریتور (معمولاً نزدیک به دمای اشباع در فشار بخار دستگاه)، انرژی لازم به شکل زیر است:
Q=mw×Cp×(Tdeaerator−Tin)Q = m_w \times C_p \times (T_{deaerator} - T_{in})
که در آن:
- mwm_w = جرم آب ورودی (kg/h)
- CpC_p = ظرفیت گرمایی ویژه آب (معمولاً حدود 4.18 kJ/kg.K)
- TdeaeratorT_{deaerator} = دمای کاری دی اریتور (°C)
- TinT_{in} = دمای آب ورودی (°C)
4. محاسبه میزان اکسیژن قابل حذف:
میزان اکسیژن محلول در آب خام بر اساس دما و فشار آب مشخص میشود (مثلاً 8-10 ppm در دمای پایین). هدف این است که این مقدار به حداقل (معمولاً کمتر از 7 ppb یا 0.007 ppm) برسد.
5. میزان حذف اکسیژن:
در عمل، دی اریتور میتواند 95-99% اکسیژن محلول را حذف کند. بنابراین اگر میزان اکسیژن ورودی O2inO_2^{in} باشد، اکسیژن خروجی تقریباً به صورت زیر است:
O2out=O2in×(1−η)O_2^{out} = O_2^{in} \times (1 - \eta)
که در آن η\eta بازده حذف اکسیژن است.
6. مثال ساده محاسبه بخار مورد نیاز:
فرض کنیم:
- آب ورودی = 10,000 kg/h
- دمای آب ورودی = 25°C
- دمای دی اریتور = 105°C
- ظرفیت گرمایی آب = 4.18 kJ/kg.K
- گرمای نهان تبخیر بخار = 2257 kJ/kg
ابتدا انرژی لازم برای گرم کردن آب:
Q=10,000×4.18×(105−25)=10,000×4.18×80=3,344,000 kJ/hQ = 10,000 \times 4.18 \times (105 - 25) = 10,000 \times 4.18 \times 80 = 3,344,000 \text{ kJ/h}
سپس بخار مورد نیاز:
ms=3,344,0002257≈1481 kg/hm_s = \frac{3,344,000}{2257} \approx 1481 \text{ kg/h}
نکات مهم:
- در طراحی واقعی باید به افت فشار، راندمان حرارتی و شرایط عملیاتی توجه شود.
- استفاده از جداول و نرمافزارهای تخصصی برای طراحی دقیقتر رایج است.
- کنترل دما و فشار به منظور بهینهسازی عملکرد دی اریتور بسیار حیاتی است.
نگهداری دی اریتور (Deaerator) یکی از بخشهای مهم در سیستمهای بخار و آب تغذیه دیگهای بخار است، چون وظیفه حذف گازهای محلول (مثل اکسیژن و دیاکسیدکربن) از آب را دارد که میتواند باعث خوردگی در سیستم شود.
نکات مهم برای نگهداری دی اریتور:
- بازرسی دورهای:
- بررسی نشتیهای احتمالی در مخزن و اتصالات.
- کنترل وضعیت عایقبندی و ترموکوپلها.
- بررسی عملکرد شیرهای ورودی بخار و آب تغذیه.
- تمیزکاری داخلی:
- به صورت دورهای مخزن دی اریتور باید تخلیه و تمیز شود تا رسوبات و ناخالصیها حذف شوند.
- بررسی سطح آب و اطمینان از عدم تجمع رسوبات در کف مخزن.
- کنترل فشار و دما:
- اطمینان از کارکرد صحیح سیستم کنترل فشار و دما.
- کنترل فشار بخار ورودی و دمای آب تغذیه برای جلوگیری از عملکرد نادرست دی اریتور.
- بررسی و تعویض قطعات مصرفی:
- چک کردن وضعیت نازلهای پاشش آب.
- بررسی سالم بودن و عملکرد فنرها و شیرهای اطمینان.
- تعویض گسکتها و واشرها در صورت نیاز.
- بررسی عملکرد سیستم تخلیه هوا:
- اطمینان از اینکه سیستم تخلیه گازهای غیر قابل حل به درستی کار میکند.
- بازدید از شیرهای تخلیه هوا و اطمینان از عدم گرفتگی آنها.
- ثبت و مستندسازی:
- ثبت تمام عملیات نگهداری، تعمیرات و بازدیدها برای پیگیری بهتر وضعیت دستگاه.
دیدگاه خود را بنویسید